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Toma de decisiones en la gestión del ciclo de vida de puentes pretensados de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos.

Las vías de comunicación terrestre, y en especial los puentes, son infraestructuras básicas en el desarrollo económico, en el equilibrio territorial y en el bienestar social, cuya construcción, diseño, conservación y desmantelamiento se ven afectados gravemente cuando los presupuestos son restrictivos. Una parte significativa de estos puentes son de hormigón pretensado. Su deterioro y su incidencia en la seguridad son objeto de gran alarma social. Si además el mantenimiento es ineficiente, la reparación conlleva costes mucho mayores. El objetivo principal del proyecto BRIDLIFE consiste en desarrollar una metodología que permita incorporar procesos analíticos en la toma de decisiones en el ciclo completo de vida de puentes de hormigón pretensado, de forma que se contemplen las necesidades e intereses sociales y ambientales.

El diseño de los puentes se realiza de forma secuencial. Tras un predimensionamiento se comprueban todos los estados límites, en un proceso iterativo cuyo resultado en términos de eficiencia económica dependen fuertemente de la experiencia previa del proyectista. Una alternativa es el diseño totalmente automático utilizando técnicas de optimización, capaces de incorporar múltiples funciones objetivo y cuyo resultado es la generación de un conjunto de soluciones eficientes (frontera de Pareto). No obstante, esta metodología sigue presentando limitaciones que el proyecto BRIDLIFE pretende superar.

El empleo de técnicas de análisis del valor y toma de decisiones como MIVES ha supuesto un gran avance en la definición de un indicador de sostenibilidad reflejado en el Anejo 13 de la actual instrucción EHE. Sin embargo, este enfoque queda limitado a aspectos ambientales que tampoco consideran todo el ciclo completo de la vida de una estructura o el uso de hormigones de baja huella de carbono. Es una técnica jerárquica que no contempla las interacciones entre los distintos factores. El aspecto más relevante de BRIDLIFE consiste en incorporar un análisis del ciclo de vida definiendo un proceso de toma de decisiones que integre los aspectos sociales y medioambientales mediante técnicas analíticas de toma de decisiones multicriterio tanto de forma previa a los procesos de optimización multiobjetivo, como posteriormente en la priorización de las soluciones del frente de Pareto. Un análisis crítico de las tareas necesarias para la consecución de este objetivo indica la necesidad de coordinar un grupo multidisciplinar amplio capaz de aglutinar no sólo distintas perspectivas técnicas, sino también distintos intereses, públicos y privados. La actividad se pretende realizar aplicando tecnologías de consenso en red.

Por otra parte, la fuerte limitación presupuestaria presente en momentos de crisis como la actual, compromete seriamente las políticas de creación y conservación de las infraestructuras. Los resultados esperados, tras un análisis de sensibilidad de distintas políticas presupuestarias asociadas a un horizonte temporal, pretenden detallar qué tipologías, actuaciones concretas de conservación y alternativas de demolición y reutilización son adecuadas para minimizar los impactos ambientales y sociales. Ello requiere complementar los inventarios de las emisiones equivalentes de gases de efecto invernadero y consumos energéticos para hormigones de baja huella de carbono, así como identificar y valorar los factores de riesgo que afectan a la seguridad de las personas a lo largo de todo el ciclo de vida de los puentes.

Decision-making in the life-cycle management of prestressed bridges in terms of social and environmental efficiency and under restrictive budgets

The road systems, particularly bridges, are basic infrastructures in the economic development, regional balance and social welfare, which construction, design, maintenance and the dismantling are severely affected when budgets are restrictive. A significant portion of these bridges are built by prestressed concrete. Its deterioration and impact on safety are subject to great social alarm. Furthermore, an innefficient maintenance involves a higher cost for severe repairs. The main objective of BRIDLIFE project is to develop a methodology to incorporate analytical processes for the decision-making in the life cycle of prestressed concrete bridges, so that the social and environmental concerns and needs are incorporated.

The design of the bridges is carried out sequentially. After pre-dimensioning, all limit states are checked in an iterative process whose results in terms of economic efficiency are strongly dependent on the designer experience. Fully automatic design using optimization techniques is an alternative technique in which multiple objective functions are incorporated and the result is a set of efficient solutions (Pareto front). However, this methodology still presents serious limitations that the project BRIDLIFE aims to overcome.

The use of techniques like value analysis and decision-making as MIVES has been a breakthrough in defining a sustainability indicator reflected in the current instruction EHE Annex 13. However, this approach is limited to environmental aspects that do not consider the complete structure life-cycle or the use of low-carbon concrete. They are hierarchical techniques which does not address the interactions between the different factors. The most important aspect of BRIDLIFE is to incorporate the life cycle analysis by defining a decision-making process that integrates social and environmental aspects by analytical techniques Moreover, the hard budget limitation during this strong crisis seriously compromises the policies for infrastructure creation and maintenance. The expected BRIDLIFE findings, after analyzing a sensitivity analysis for various budgets over a planning time frame, aim to establish in detail which types, specific conservation actions and demolition and reuse alternatives are suitable for specific cases so that the environmental and social impacts are minimized. This requires complement greenhouse gases and energy consumption inventories for low-carbon concrete, and to identify and evaluate the risk factors affecting people safety throughout bridges life cycle.of multicriteria decision-making, both previously to multiobjective optimization processes and subsequently in the Pareto Set prioritization. A critical analysis of the necessary tasks to achieve this goal indicates the need to coordinate a large multidisciplinary group capable of bringing together not only different technical perspectives, but also different public and private interests. This activity will be done using consensus technology network.

 

Universidad Politécnica de Valencia